JP3743399B2

JP3743399B2 - Laser diode control device and control method

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Publication number: JP3743399B2
Application number: JP2002170473A
Authority: JP
Inventors: 裕敏日高; 弘剛岩舘
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP2004015018A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオード制御装置、制御システム、及び制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザダイオードの光出力パワー及び消光比は温度によって変動するため、光出力パワー及び消光比を一定にするには制御が必要である。通常、レーザダイオードはバイアス電流と変調電流とがレーザ駆動回路を介して供給されて発光する。そして、そのバイアス電流と変調電流とによりレーザダイオードの光出力パワー及び消光比が決まる。従って、光出力パワー及び消光比を一定にするには、バイアス電流と変調電流とを制御すれば良い。このような制御は、Auto Power Control（以下、「ＡＰＣ制御」）として知られている。
【０００３】
レーザダイオードの光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流と変調電流との組み合わせはレーザダイオードに固有である。従って、ＡＰＣ制御では、まず、使用したいレーザダイオードの光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流及び変調電流を種々の温度で測定し、それらの組み合わせをテーブルとして不揮発性メモリに格納しておく。そして、レーザダイオードの光量を受光素子でモニタし、モニタされたレーザダイオードの光量が目標値よりずれている場合には、そのずれが小さくなるように不揮発性メモリに格納されているテーブルの値を適宜読み出してレーザダイオードに供給することで制御するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の制御手法では、レーザダイオードの光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流と変調電流との組み合わせをテーブルとして不揮発性メモリに格納しているために、そのテーブルの大きさに応じたメモリ容量を要する。また、レーザダイオードの光出力パワー及び消光比を一定にするための制御の精度を向上させるには、バイアス電流と変調電流との組み合わせを多くとり、テーブルを大きくすれば良い。しかし、上述したようにテーブルが大きくなればメモリ容量が大きくなる。即ち、レーザダイオードの制御の精度を向上させるために、バイアス電流と変調電流との組み合わせを多くとればとるほどより多くのメモリ容量が必要になるという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、格納すべきデータ量を少なくしても制御の精度を向上させることが可能なレーザダイオード制御装置、及び制御方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザダイオード制御装置は、レーザダイオードの発光を制御するレーザダイオード制御装置であって、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納する格納部と、レーザダイオードの光量のモニタ結果を受け取り、モニタ結果と目標値との差を算出する演算処理部と、を備え、演算処理部は、モニタ結果と目標値との差の絶対値が第１の閾値以上の場合、バイアス電流及び変調電流のうちの一方に対するステップ幅分の調整と、他方に対する格納部に格納されているパラメータで特定される関数に基づく調整とを開始し、モニタ結果と目標値との差の絶対値が、第１の閾値より小さい第２の閾値以下の場合、バイアス電流及び変調電流の調整を停止することを特徴とする。
【０００７】
この場合、格納部に格納されるのは、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータである。そのため、格納部には、そのパラメータを格納するメモリ容量があれば良い。
【０００８】
また、レーザダイオードの光量のモニタ結果と格納部に格納されているパラメータで特定される関数とに基づいて、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とが算出される。このように関数を利用してレーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出するため、バイアス電流及び変調電流のうちの一方を細かく調整して他方を算出することによりレーザダイオードの発光の制御の精度を向上させることができる。この場合にも、格納部に格納するのは関数を特定するパラメータのままであるため、レーザダイオードの発光の制御の精度を向上させるために格納部のメモリ容量を増加させる必要がない。
【０００９】
更に、モニタ結果と目標値との差に応じてバイアス電流及び変調電流のうちの一方を調整するため、目標値との差にかかわらず一定の値で調整を行う場合よりも早く目標値に近づけることが可能である。
【００１０】
本発明に係るレーザダイオード制御装置が有する演算処理部は、ステップ幅をモニタ結果と目標値との差に応じて変化させることが好ましい。
【００１２】
更に、本発明に係るレーザダイオード制御方法は、レーザダイオードの発光を制御する制御方法であって、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納部に格納しておき、レーザダイオードの光量のモニタ結果を受け取り、モニタ結果と目標値との差を算出し、モニタ結果と目標値との差の絶対値が第１の閾値以上の場合、バイアス電流及び変調電流のうちの一方に対するステップ幅分の調整と、他方に対する格納部に格納されているパラメータで特定される関数に基づく調整とを開始し、モニタ結果と目標値との差の絶対値が、第１の閾値より小さい第２の閾値以下の場合、バイアス電流及び変調電流の調整を停止することを特徴とする。
【００１３】
この方法では、予め格納部に格納しているバイアス電流と変調電流との組み合わせからレーザダイオードに供給するべき組み合わせを抽出するのではなく、供給するべきバイアス電流と変調電流とを、バイアス電流と変調電流との関係を示す関数を利用して算出するため、格納部に必要なメモリ容量はその関数を特定するパラメータを格納するのに要する容量があれば良い。
【００１４】
また、モニタ結果と目標値との差に応じて調整が行われるため短時間で目標値への収束が可能となる。
【００１５】
また、本発明に係るレーザダイオード制御方法では、ステップ幅をモニタ結果と目標値との差に応じて変化させることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
図1は、本実施形態に係るレーザダイオード制御システム１０の概略構成図である。レーザダイオード制御システム１０は、レーザモジュール１２とレーザ制御装置１４とから構成される。
【００１９】
レーザモジュール１２は、レーザダイオード（以下、「ＬＤ」とする）１６、ＬＤ１６を駆動するレーザ駆動回路１８、及びＬＤ１６の光量をモニタするモニタ手段２０とを有する。
【００２０】
ＬＤ１６は、レーザ駆動回路１８を介して供給電流Ｉが供給されて発光する。そして、その光量はモニタ手段２０によりモニタされ、そのモニタ結果はＬＤ１６の光量に相当する光電流値Ｉ_PDとして出力されるようになっている。モニタ手段２０としては、例えば、フォトダイオード等が考えられる。
【００２１】
図２は、ＬＤ１６への供給電流ＩとＬＤ１６の光出力パワーＰとの関係であるＩ−Ｌ特性及びその温度依存性の傾向を示すものである。図２において、横軸は電流Ｉを示し、縦軸はＬＤ１６の光出力パワーＰを示す。Ｉ−Ｌ特性が示すように、供給電流Ｉが閾値電流Ｉ_THを越えるとＬＤ１６は発光するようになっている。ＬＤ１６が、光出力パワーがＰ₁である光及び光出力パワーがＰ₂である光のうちの一方を出力する場合を考える。尚、図２に示すように光出力パワーＰ₁はＰ₂よりも大きいものとする。ＬＤ１６の光出力パワーがＰ₂である場合にＬＤ１６に供給する電流が、閾値電流Ｉ_THにマージンを加えたバイアス電流Ｉ_Bである。ＬＤ１６の光出力パワーがＰ₁である場合にＬＤ１６に供給する電流は、バイアス電流Ｉ_Bに変調電流Ｉ_Mを加えた電流である。また、Ｐ₁とＰ₂との差をΔＰとすれば、消光比は、１０×ｌｏｇ₁₀（ΔＰ／Ｐ₂）である。尚、図２の曲線Ｔ_Mは常温でのＩ―Ｌ特性線、曲線Ｔ_Lは低温でのＩ−Ｌ特性線、曲線Ｔ_Hは高温でのＩ−Ｌ特性線を夫々示すものである。
【００２２】
図２から理解されるように、光出力パワー及び消光比を温度によらず一定にするには、温度変化に応じてバイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mを制御する必要がある。
【００２３】
このようにバイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mを制御して、温度が変化してもＬＤ１６の光出力パワー及び消光比を一定に保つ制御がAuto Power Control（以下、「ＡＰＣ制御」という）である。
【００２４】
次に図１を参照してレーザダイオード制御装置１４について説明する。
【００２５】
レーザダイオード制御装置１４は、上述したＡＰＣ制御を行うものであり、Ａ／Ｄコンバータ２２、変数格納部２４、格納部２６、演算処理部２８、及びＤ／Ａコンバータ３０を有している。
【００２６】
Ａ／Ｄコンバータ２２は、モニタ手段２０から出力されたＬＤ１６の光量に相当する光電流値Ｉ_PDをＡ／Ｄ変換して出力するものである。
【００２７】
変数格納部２４は、Ａ／Ｄコンバータ２２から出力された光電流値Ｉ_PDを一時的に格納するものである。
【００２８】
格納部２６は、バイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_Mとの関係を示す関数ｆを特定するパラメータを格納するものである。パラメータは、関数ｆがｎ次関数の場合には、ｎ+１個のパラメータＸ₁〜Ｘ_n+1であるが、以下の説明では簡単のためパラメータにはＸの符号を付するものとする。本実施形態では、関数ｆは、ＬＤ１６の光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_Mとの関係を示すものであり、変調電流Ｉ_Mをバイアス電流Ｉ_Bの関数、即ち、Ｉ_M＝ｆ（Ｉ_B）とする。格納部２６は、例えば、不揮発性メモリ等が考えられる。
【００２９】
演算処理部２８は、モニタ手段２０によりモニタされたＬＤ１６の光量と格納部２６に格納されているパラメータＸで特定される関数ｆとに基づいて、ＬＤ１６に供給するべきバイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_Mとを算出するものである。
【００３０】
Ｄ／Ａコンバータ３０は、演算処理部２８により算出されたバイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_MとをＤ／Ａ変換して出力するものである。Ｄ／Ａコンバータ３０から出力されたバイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_Mとは、レーザ駆動回路１８を介してＬＤ１６に供給される。
【００３１】
以下に、図３を用いてＬＤ１６の発光を制御する手順とともに、ＬＤ１６の発光の制御方法について説明する。尚、以下の説明において、ＬＤ１６を最初に発光させる場合には、ＡＰＣ制御の状態を示すフラグは０にセットされているものとする。
【００３２】
まず、レーザ駆動回路１８を介して或るバイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_MとをＬＤ１６に供給してＬＤ１６を発光させる（Ｓ１００）。次に、モニタ手段２０が、ＬＤ１６の光量をモニタし、その光量に相当する光電流値Ｉ_PDを出力する（Ｓ１０２）。モニタ手段２０から出力された光電流値Ｉ_PDは、Ａ／Ｄコンバータ２２でＡ／Ｄ変換されて変数格納部２４に格納される（Ｓ１０４）。
【００３３】
次に、演算処理部２８が、変数格納部２４に格納されている光電流値Ｉ_PDを読み込む（Ｓ１０６）。そして、演算処理部２８は、Ｓ１０６で読み込んだＬＤ１６の光量に相当する光電流値Ｉ_PDとパラメータＸで特定される関数ｆとに基づいてＬＤ１６に供給するべきバイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_Mとを算出する。以下、演算処理部２８の算出手順について説明する。
【００３４】
まず、ＡＰＣ制御により達成すべきＬＤ１６の光量に相当する光電流値である目標値Ｉ_PD0と、光電流値Ｉ_PDとの差の絶対値Ｄ_IPDを算出する（Ｓ１０８）。そして、絶対値Ｄ_IPDがＡＰＣ制御を開始するための基準値である上側閾値ＴＨ_uよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１０）。
【００３５】
ここで、絶対値Ｄ_IPDが上側閾値ＴＨ_uよりも大きい場合（Ｓ１１０で「Ｙ」）について説明する。
【００３６】
この場合、フラグを１に変更する（Ｓ１１２）。そして、光電流値Ｉ_PDが目標値Ｉ_PD0よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１４）。光電流値Ｉ_PDが目標値Ｉ_PD0よりも大きい場合（Ｓ１１４で「Ｙ」）には、バイアス電流Ｉ_BをΔＩ_Bだけ減少させる（Ｓ１１６）。一方、光電流値Ｉ_PDが目標値Ｉ_PD0よりも小さい場合（Ｓ１１４で「Ｎ」）には、バイアス電流Ｉ_BをΔＩ_Bだけ増加させる（Ｓ１１８）。ここでは、ΔＩ_Bは固定値であり、正の値であるとする。そして、Ｓ１１６又はＳ１１８で算出されたバイアス電流Ｉ_Bと格納部２６に格納されているパラメータＸで特定される関数ｆとに基づいて、ＬＤ１６に供給するべき変調電流Ｉ_Mを算出する（Ｓ１２０）。
【００３７】
このようにして演算処理部２８で算出されたバイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mは、Ｄ／Ａコンバータ３０でＤ／Ａ変換され、レーザ駆動回路１８を介してＬＤ１６に供給される（Ｓ１２２）。
【００３８】
次に、絶対値Ｄ_IPDが上側閾値ＴＨ_uよりも大きくない、即ち、絶対値Ｄ_IPDが上側閾値ＴＨ_u以下である場合（Ｓ１１０で「Ｎ」）について説明する。
【００３９】
この場合、まず、フラグが１か否かを判定する（Ｓ１２４）。フラグが１の場合（Ｓ１２４で「Ｙ」）には、絶対値Ｄ_IPDがＡＰＣ制御を終了するための基準値である下側閾値ＴＨ_lよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１２６）。絶対値Ｄ_IPDが下側閾値ＴＨ_lよりも大きい場合（Ｓ１２６で「Ｙ」）には、Ｓ１１４に移行する。絶対値Ｄ_IPDが下側閾値ＴＨ_l以下である場合（Ｓ１２６で「Ｎ」）には、フラグを０に変更し（Ｓ１２８）、Ｓ１２２に移行する。この場合、バイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mは調整されずにそのままの値がＬＤ１６に供給されることになる。
【００４０】
以上の手順で示したように、バイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mを調整することによるＬＤ１６の発光の制御は、絶対値Ｄ_IPDが上側閾値ＴＨ_uを越えた場合に開始される。そして、絶対値Ｄ_IPDが下側閾値ＴＨ_l以下になり、ＬＤ１６に供給されているバイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mが維持されるまで上記の手順を実行する。即ち、絶対値Ｄ_IPDが下側閾値ＴＨ_l以下になり、ＬＤ１６に供給されているバイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mが維持されるようになった場合に、ＡＰＣ制御は終了する。
【００４１】
本実施形態では、上述したように格納部２６には、ＬＤ１６の光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_Mとの関係を示す関数ｆを特定するパラメータＸが格納される。そして、演算処理部２８は、格納部２６からそのパラメータＸを読み出してパラメータＸで特定される関数ｆを用いて、ＬＤ１６に供給するべきバイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_Mとを算出する。従って、格納部２６には、関数ｆを特定するためのパラメータＸを格納するのに要する容量があれば良い。
【００４２】
更に、ＬＤ１６の発光の制御の精度を向上させる場合、例えば、従来のように格納部２６にＬＤ１６の光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mの組み合わせをテーブルとして格納するようにしていると、格納すべきバイアス電流Ｉ_B及び変調電流Ｉ_Mの組み合わせを増やさなければならない。しかし、本実施形態の場合には、演算処理部２８においてＬＤ１６に供給するべきバイアス電流Ｉ_Bを算出する際にΔＩ_Bを小さくすることで精度を向上させることができる。即ち、本実施形態では、格納部２６に格納すべきデータ量を大きくすることなくＬＤ１６の制御の精度を向上させることが可能である。
【００４３】
尚、上記実施形態では、ＬＤ１６に供給するべきバイアス電流Ｉ_Bを算出するためのΔＩ_Bを固定値としたが、例えば、絶対値Ｄ_IPDの大きさに応じて変化する変数としても良い。この場合、絶対値Ｄ_IPDが大きい場合にはΔＩ_Bを大きくし、絶対値Ｄ_IPDが小さい場合にはΔＩ_Bを小さくすることにより、ＬＤ１６の光出力パワー及び消光比を早く目標値に収束させることが可能である。
【００４４】
また、上記実施形態では、バイアス電流Ｉ_Bと変調電流Ｉ_Mとの関係を示す関数として、変調電流Ｉ_Mをバイアス電流Ｉ_Bの関数としているが、バイアス電流Ｉ_Bを変調電流Ｉ_Mの関数、即ち、Ｉ_B＝ｆ（Ｉ_M）としても良い。この場合には、変調電流Ｉ_Mを増減させて調整して、関数ｆ（Ｉ_M）を用いてＩ_Bを算出すればよい。
【００４５】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、バイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータが格納部に格納されるため、格納部にはそのパラメータを格納するメモリ容量があれば良い。また、レーザダイオードに供給されるバイアス電流及び変調電流は、レーザダイオードの光量のモニタ結果と格納部に格納されたパラメータにより特定される関数とに基づいて算出される。従って、バイアス電流及び変調電流の一方を調整するための変化分を小さくすることによりレーザダイオードの制御の精度を向上させることができる。この場合、格納部には、上述したようにパラメータを格納するメモリ容量があれば良い。即ち、格納すべきデータ量を少なくしても制御の精度を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るレーザダイオード制御システムの概略構成図である。
【図２】レーザダイオードのＩ−Ｌ特性及び温度依存性を示す図である。
【図３】レーザダイオードの発光の制御に係る手順を説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１０…レーザダイオード制御システム、１２…レーザモジュール、１４…レーザダイオード制御装置、１６…レーザダイオード、１８…レーザ駆動回路、２０…モニタ手段、２２…Ａ／Ｄコンバータ、２４…変数格納部、２６…格納部、２８…演算処理部、３０…Ｄ／Ａコンバータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser diode control device, a control system, and a control method.
[0002]
[Prior art]
Since the optical output power and extinction ratio of the laser diode vary depending on the temperature, control is required to keep the optical output power and extinction ratio constant. Normally, a laser diode emits light when a bias current and a modulation current are supplied via a laser driving circuit. The bias current and modulation current determine the optical output power and extinction ratio of the laser diode. Therefore, in order to make the optical output power and the extinction ratio constant, the bias current and the modulation current may be controlled. Such control is known as Auto Power Control (hereinafter “APC control”).
[0003]
The combination of the bias current and modulation current that make the optical output power and extinction ratio of the laser diode constant is inherent to the laser diode. Therefore, in APC control, first, bias current and modulation current that make the optical output power and extinction ratio of a laser diode to be used constant are measured at various temperatures, and a combination thereof is stored in a nonvolatile memory as a table. . Then, the light quantity of the laser diode is monitored by the light receiving element, and when the monitored light quantity of the laser diode is deviated from the target value, the value of the table stored in the nonvolatile memory is reduced so that the deviation is reduced. Control is performed by appropriately reading and supplying the laser diode.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above control method, since the combination of the bias current and the modulation current that make the optical output power and extinction ratio of the laser diode constant is stored in the nonvolatile memory as a table, it depends on the size of the table. Requires a large amount of memory. Further, in order to improve the control accuracy for keeping the optical output power and extinction ratio of the laser diode constant, the number of combinations of the bias current and the modulation current is increased, and the table may be enlarged. However, as described above, the larger the table, the larger the memory capacity. That is, in order to improve the control accuracy of the laser diode, there is a problem that a larger memory capacity is required as the combination of the bias current and the modulation current is increased.
[0005]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser diode control device and a control method capable of improving the control accuracy even if the amount of data to be stored is reduced. Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a laser diode control device according to the present invention is a laser diode control device that controls light emission of a laser diode, and is a function indicating a relationship between a bias current to be supplied to the laser diode and a modulation current. A storage unit for storing a parameter for identifying the laser diode, and a calculation processing unit for receiving a monitoring result of the light amount of the laser diode and calculating a difference between the monitoring result and the target value . The calculation processing unit includes the monitoring result and the target value. When the absolute value of the difference between the two is greater than or equal to the first threshold value, the adjustment based on the step width for one of the bias current and the modulation current and the adjustment based on the function specified by the parameter stored in the storage unit for the other start the door, the monitoring result and the absolute value of the difference between the target value, if less than or equal to a first threshold is smaller than the second threshold value, the bias current and modulation current Wherein the stop adjustment.
[0007]
In this case, what is stored in the storage unit is a parameter that specifies a function indicating the relationship between the bias current to be supplied to the laser diode and the modulation current. Therefore, the storage unit only needs to have a memory capacity for storing the parameters.
[0008]
Further, the bias current and the modulation current to be supplied to the laser diode are calculated based on the monitoring result of the light amount of the laser diode and the function specified by the parameter stored in the storage unit. In this way, in order to calculate the bias current and the modulation current to be supplied to the laser diode by using the function, by finely adjusting one of the bias current and the modulation current and calculating the other, the light emission of the laser diode can be calculated. The accuracy of control can be improved. Also in this case, since it is the parameter that specifies the function that is stored in the storage unit, it is not necessary to increase the memory capacity of the storage unit in order to improve the accuracy of control of light emission of the laser diode.
[0009]
Furthermore, since one of the bias current and the modulation current is adjusted in accordance with the difference between the monitor result and the target value, the target value is brought closer to the target value earlier than when adjustment is performed with a constant value regardless of the difference with the target value. It is possible.
[0010]
The arithmetic processing unit included in the laser diode control device according to the present invention preferably changes the step width according to the difference between the monitor result and the target value.
[0012]
Further, the laser diode control method according to the present invention is a control method for controlling light emission of the laser diode, and a parameter for specifying a function indicating a relationship between a bias current to be supplied to the laser diode and a modulation current is stored in the storage unit. And storing the laser diode light quantity monitoring result, calculating the difference between the monitoring result and the target value, and if the absolute value of the difference between the monitoring result and the target value is greater than or equal to the first threshold, The adjustment for the step width for one of the modulation currents and the adjustment based on the function specified by the parameter stored in the storage unit for the other are started, and the absolute value of the difference between the monitor result and the target value is The adjustment of the bias current and the modulation current is stopped when it is equal to or smaller than the second threshold value which is smaller than the first threshold value .
[0013]
In this method, the bias current to be supplied to the laser diode is not extracted from the combination of the bias current and the modulation current stored in the storage unit in advance, but the bias current and the modulation current to be supplied are modulated with the bias current and the modulation current. Since the calculation is performed using a function indicating the relationship with the current, the memory capacity required for the storage unit only needs to have a capacity required for storing a parameter specifying the function.
[0014]
In addition, since adjustment is performed according to the difference between the monitoring result and the target value, convergence to the target value can be achieved in a short time.
[0015]
In the laser diode control method according to the present invention, it is preferable to change the step width according to the difference between the monitor result and the target value .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser diode control system 10 according to the present embodiment. The laser diode control system 10 includes a laser module 12 and a laser control device 14.
[0019]
The laser module 12 includes a laser diode (hereinafter referred to as “LD”) 16, a laser drive circuit 18 that drives the LD 16, and a monitor unit 20 that monitors the light quantity of the LD 16.
[0020]
The LD 16 emits light when supplied with the supply current I via the laser drive circuit 18. Then, the light intensity is monitored by the monitor unit 20, the monitoring results are outputted as the photocurrent I _PD corresponding to the light amount of LD 16. As the monitoring means 20, for example, a photodiode or the like can be considered.
[0021]
FIG. 2 shows the IL characteristic, which is the relationship between the supply current I to the LD 16 and the optical output power P of the LD 16, and the temperature dependency. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the current I, and the vertical axis indicates the optical output power P of the LD 16. As indicated by the IL characteristic, the LD 16 emits light when the supply current I exceeds the threshold current I _TH . Consider a case where the LD 16 outputs _one of light having an optical output power of P ₁ and light having an optical output power of P ₂ . As shown in FIG. 2, it is assumed that the optical output power P ₁ is larger than P ₂ . A current supplied to the LD 16 when the optical output power of the LD 16 is P ₂ is a bias current I _{B obtained} by adding a margin to the threshold current I _TH . The current supplied to the LD 16 when the optical output power of the LD 16 is P ₁ is a current obtained by adding the modulation current I _M to the bias current I _B. If the difference between P ₁ and P ₂ is ΔP, the extinction ratio is 10 × log ₁₀ (ΔP / P ₂ ). Incidentally, I-L characteristic curve of the curve T _M room temperature in Fig. 2, the curve T _L I-L characteristic curve at low temperature, the curve T _H illustrates respectively the I-L characteristic curve at high temperature.
[0022]
As understood from FIG. 2, in order to make the optical output power and the extinction ratio constant regardless of the temperature, it is necessary to control the bias current I _B and the modulation current I _M according to the temperature change.
[0023]
In this way, the control of the bias current I _B and the modulation current I _M to keep the optical output power and extinction ratio of the LD 16 constant even when the temperature changes is Auto Power Control (hereinafter referred to as “APC control”). is there.
[0024]
Next, the laser diode controller 14 will be described with reference to FIG.
[0025]
The laser diode control device 14 performs the above-described APC control, and includes an A / D converter 22, a variable storage unit 24, a storage unit 26, an arithmetic processing unit 28, and a D / A converter 30.
[0026]
A / D converter 22, a photocurrent I _PD corresponding to the amount of LD16 output from the monitor unit 20 is intended for converting A / D.
[0027]
The variable storage unit 24 temporarily stores the photocurrent value _IPD output from the A / D converter 22.
[0028]
The storage unit 26 stores a parameter for specifying a function f indicating the relationship between the bias current I _B and the modulation current I _M. When the function f is an n-order function, the parameters are n + 1 parameters X _{1 to} X _{n + 1} , but in the following description, the parameters are _{denoted by} the symbol X for simplicity. . In the present embodiment, the function f indicates the relationship between the bias current I _B and the modulation current I _M that make the optical output power and extinction ratio of the LD 16 constant, and the modulation current I _M is a function of the bias current I _B. That is, I _M = f (I _B ). The storage unit 26 may be a non-volatile memory, for example.
[0029]
Based on the light quantity of the LD 16 monitored by the monitoring unit 20 and the function f specified by the parameter X stored in the storage unit 26, the arithmetic processing unit 28 applies the bias current I _B and the modulation current to be supplied to the LD 16. I _M is calculated.
[0030]
The D / A converter 30 performs D / A conversion and outputs the bias current I _B and the modulation current I _M calculated by the arithmetic processing unit 28. The bias current I _B and the modulation current I _M output from the D / A converter 30 are supplied to the LD 16 via the laser driving circuit 18.
[0031]
Hereinafter, a procedure for controlling the light emission of the LD 16 and a method for controlling the light emission of the LD 16 will be described with reference to FIG. In the following description, it is assumed that the flag indicating the APC control state is set to 0 when the LD 16 is caused to emit light for the first time.
[0032]
First, a bias current I _B and a modulation current I _M are supplied to the LD 16 via the laser driving circuit 18 to cause the LD 16 to emit light (S100). Next, the monitor means 20 monitors the light quantity of the LD 16 and outputs a photocurrent value _IPD corresponding to the light quantity (S102). The photocurrent value _IPD output from the monitoring means 20 is A / D converted by the A / D converter 22 and stored in the variable storage unit 24 (S104).
[0033]
Next, the arithmetic processing unit 28 reads the photocurrent value _IPD stored in the variable storage unit 24 (S106). The arithmetic processing unit 28 then applies the bias current I _B and the modulation current I _M to be supplied to the LD 16 based on the photocurrent value I _PD corresponding to the light quantity of the LD 16 read in S106 and the function f specified by the parameter X. And calculate. Hereinafter, the calculation procedure of the arithmetic processing unit 28 will be described.
[0034]
First, the target value I _PD0 a photocurrent value corresponding to the amount of LD16 to be achieved by the APC control, and calculates the absolute value D _IPD of the difference between the photocurrent I _PD (S108). Then, it is determined whether or not the absolute value D _IPD is larger than an upper threshold value TH _u that is a reference value for starting the APC control (S110).
[0035]
Here, a case where the absolute value D _IPD is larger than the upper threshold TH _u (“Y” in S110) will be described.
[0036]
In this case, the flag is changed to 1 (S112). Then, it is determined whether the photocurrent value I _PD is larger than the target value I _PD0 (S114). When the photocurrent value I _PD is larger than the target value I _PD0 (“Y” in S114), the bias current I _B is decreased by ΔI _B (S116). On the other hand, when the photocurrent value I _PD is smaller than the target value I _PD0 (“N” in S114), the bias current I _B is increased by ΔI _B (S118). Here, [Delta] I _B is a fixed value, and is a positive value. Then, based on the bias current I _B calculated in S116 or S118 and the function f specified by the parameter X stored in the storage unit 26, the modulation current I _M to be supplied to the LD 16 is calculated (S120). .
[0037]
The bias current I _B and the modulation current I _M calculated in this way by the arithmetic processing unit 28 are D / A converted by the D / A converter 30 and supplied to the LD 16 via the laser driving circuit 18 (S122). .
[0038]
Next, the case where the absolute value D _IPD is not larger than the upper threshold value TH _u , that is, the absolute value D _IPD is equal to or lower than the upper threshold value TH _u will be described (S110: “N”).
[0039]
In this case, first, it is determined whether or not the flag is 1 (S124). When the flag is 1 (“Y” in S124), it is determined whether or not the absolute value D _IPD is larger than a lower threshold TH ₁ that is a reference value for ending the APC control (S126). When the absolute value D _IPD is larger than the lower threshold TH ₁ (“Y” in S126), the process proceeds to S114. If the absolute value D _IPD is less than or equal to the lower threshold TH ₁ (“N” in S126), the flag is changed to 0 (S128), and the process proceeds to S122. In this case, the bias current I _B and the modulation current I _M are not adjusted and the values as they are are supplied to the LD 16.
[0040]
As shown in the above procedure, the light emission control of the LD 16 by adjusting the bias current I _B and the modulation current I _M is started when the absolute value D _IPD exceeds the upper threshold value TH _u . Then, the above procedure is executed until the absolute value D _IPD becomes equal to or lower than the lower threshold TH ₁ and the bias current I _B and the modulation current I _M supplied to the LD 16 are maintained. That is, the APC control ends when the absolute value D _IPD becomes equal to or lower than the lower threshold TH ₁ and the bias current I _B and the modulation current I _M supplied to the LD 16 are maintained.
[0041]
In the present embodiment, as described above, the storage unit 26 stores the parameter X that specifies the function f indicating the relationship between the bias current I _B and the modulation current I _M that makes the optical output power and extinction ratio of the LD 16 constant. Is done. Then, the arithmetic processing unit 28 reads the parameter X from the storage unit 26 and calculates the bias current I _B and the modulation current I _M to be supplied to the LD 16 using the function f specified by the parameter X. Therefore, the storage unit 26 only needs to have a capacity required to store the parameter X for specifying the function f.
[0042]
Further, when improving the accuracy of light emission control of the LD 16, for example, a table of combinations of the bias current I _B and the modulation current I _M that make the optical output power and extinction ratio of the LD 16 constant in the storage unit 26 as in the past. If stored, the combination of bias current I _B and modulation current I _M to be stored must be increased. However, in the case of the present embodiment can improve the accuracy by reducing the [Delta] I _B when the operation processing unit 28 calculates the bias current I _B to be supplied to the LD 16. That is, in this embodiment, it is possible to improve the control accuracy of the LD 16 without increasing the amount of data to be stored in the storage unit 26.
[0043]
In the above embodiment, the fixed value [Delta] I _B for calculating the bias current I _B to be supplied to the LD 16, for example, may be a variable which varies according to the magnitude of the absolute value D _IPD. In this case, a larger [Delta] I _B when the absolute value D _IPD is large, by reducing the [Delta] I _B when the absolute value D _IPD is small, to converge earlier target value the optical output power and extinction ratio of LD16 It is possible.
[0044]
In the above embodiment, as a function indicating the relationship between the bias current I _B and the modulation current I _M, the modulation current although the I _M as a function of the bias current I _B, the bias current I _B function of the modulation current I _M That is, I _B = f (I _M ) may be set. In this case, the modulation current I _M may be adjusted by increasing / decreasing, and I _B may be calculated using the function f (I _M ).
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the parameter for specifying the function indicating the relationship between the bias current and the modulation current is stored in the storage unit. Therefore, the storage unit only needs to have a memory capacity for storing the parameter. . The bias current and modulation current supplied to the laser diode are calculated based on the monitoring result of the light amount of the laser diode and the function specified by the parameter stored in the storage unit. Therefore, the accuracy of laser diode control can be improved by reducing the amount of change for adjusting one of the bias current and the modulation current. In this case, the storage unit may have a memory capacity for storing parameters as described above. That is, the control accuracy can be improved even if the amount of data to be stored is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser diode control system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing IL characteristics and temperature dependence of a laser diode.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure related to control of light emission of a laser diode.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser diode control system, 12 ... Laser module, 14 ... Laser diode control apparatus, 16 ... Laser diode, 18 ... Laser drive circuit, 20 ... Monitoring means, 22 ... A / D converter, 24 ... Variable storage part, 26 ... Storage unit, 28 ... arithmetic processing unit, 30 ... D / A converter

Claims

A laser diode control device for controlling light emission of a laser diode,
A storage unit for storing a parameter for specifying a function indicating a relationship between a bias current to be supplied to the laser diode and a modulation current;
Receives the monitoring result of the light amount of the laser diode, and a calculation processing unit for calculating the difference between the pre-Symbol monitoring result and the target value,
With
The arithmetic processing unit includes:
When the absolute value of the difference between the monitoring result and the target value is greater than or equal to a first threshold value, adjustment is made for the step width for one of the bias current and the modulation current, and stored in the storage unit for the other Start adjustment based on the function specified by the parameter ,
When the absolute value of the difference between the monitoring result and the target value is equal to or smaller than a second threshold value smaller than the first threshold value, the adjustment of the bias current and the modulation current is stopped. .

The arithmetic processing unit includes:
The laser diode control device according to claim 1, wherein the step width is changed according to a difference between the monitoring result and the target value .

A control method for controlling light emission of a laser diode,
A parameter for specifying a function indicating a relationship between a bias current to be supplied to the laser diode and a modulation current is stored in a storage unit, a monitor result of the light amount of the laser diode is received, and the monitor result and the target value Calculate the difference,
When the absolute value of the difference between the monitoring result and the target value is greater than or equal to a first threshold value, the step width adjustment for one of the bias current and the modulation current is stored in the storage unit for the other. Adjustment based on a function specified by a parameter, and when the absolute value of the difference between the monitoring result and the target value is equal to or smaller than a second threshold value that is smaller than the first threshold value, the bias current and the modulation A method of controlling a laser diode, comprising stopping current adjustment .

4. The laser diode control method according to claim 3, wherein the step width is changed in accordance with a difference between the monitoring result and the target value .